package com.example.demo.leetcode;

/**
 * 链接: <a href="https://leetcode.cn/problems/gas-station/description/?envType=study-plan-v2&envId=top-interview-150">https://leetcode.cn/problems/gas-station/description/?envType=study-plan-v2&envId=top-interview-150</a> <br>
 * 在一条环路上有 n 个加油站，其中第 i 个加油站有汽油 gas[i] 升。<br>
 * 你有一辆油箱容量无限的的汽车，从第 i 个加油站开往第 i+1 个加油站需要消耗汽油 cost[i] 升。你从其中的一个加油站出发，开始时油箱为空。<br>
 * 给定两个整数数组 gas 和 cost ，如果你可以按顺序绕环路行驶一周，则返回出发时加油站的编号，否则返回 -1 。如果存在解，则 保证 它是 唯一 的。<br>
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * 示例 1:
 * <p>
 * 输入: gas = [1,2,3,4,5], cost = [3,4,5,1,2]<br>
 * 输出: 3<br>
 * 解释:<br>
 * 从 3 号加油站(索引为 3 处)出发，可获得 4 升汽油。此时油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油<br>
 * 开往 4 号加油站，此时油箱有 4 - 1 + 5 = 8 升汽油<br>
 * 开往 0 号加油站，此时油箱有 8 - 2 + 1 = 7 升汽油<br>
 * 开往 1 号加油站，此时油箱有 7 - 3 + 2 = 6 升汽油<br>
 * 开往 2 号加油站，此时油箱有 6 - 4 + 3 = 5 升汽油<br>
 * 开往 3 号加油站，你需要消耗 5 升汽油，正好足够你返回到 3 号加油站。<br>
 * 因此，3 可为起始索引。<br>
 * <p>
 * <p>
 * 示例 2:<br>
 * <p>
 * 输入: gas = [2,3,4], cost = [3,4,3]<br>
 * 输出: -1<br>
 * 解释:<br>
 * 你不能从 0 号或 1 号加油站出发，因为没有足够的汽油可以让你行驶到下一个加油站。<br>
 * 我们从 2 号加油站出发，可以获得 4 升汽油。 此时油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油<br>
 * 开往 0 号加油站，此时油箱有 4 - 3 + 2 = 3 升汽油<br>
 * 开往 1 号加油站，此时油箱有 3 - 3 + 3 = 3 升汽油<br>
 * 你无法返回 2 号加油站，因为返程需要消耗 4 升汽油，但是你的油箱只有 3 升汽油。<br>
 * 因此，无论怎样，你都不可能绕环路行驶一周。<br>
 */
public class _134_加油站 {

    public static void main(String[] args) {
        int[] gas = {2};
        int[] cost = {2};
        int i = new Solution().canCompleteCircuit(gas, cost);
        System.out.println(i);
    }

    public static class Solution {
        /**
         * 我的解法：
         * 暴力求解-双重循环
         * 问题：超出时间限制
         */
        public int canCompleteCircuit(int[] gas, int[] cost) {
            //每个加油站加油量减去耗油量，并放到gas数组中
            for (int i = 0; i < gas.length; i++) {
                gas[i] = gas[i] - cost[i];
            }

            for (int i = 0; i < gas.length; i++) {
                //只有加油量大于耗油量，才有可能从这里开始。
                if (gas[i] >= 0) {
                    //剩余油量
                    int remain = gas[i];
                    //如果i+1大于gas.length，求余数。
                    int j = (i + 1) % gas.length;
                    //循环，只有j==i时，才走了一圈。
                    while (j != i) {
                        //等于0时，说明该加油站的耗油量和加油量相等，可以直接跳过。
                        if (gas[j] != 0) {
                            //当剩余的油不够到达下个加油站时，说明从i开始不行。
                            if ((remain = remain + gas[j]) < 0) {
                                break;
                            }
                        }
                        j++;
                        j = j >= gas.length ? j - gas.length : j;
                    }
                    if (j == i) {
                        return i;
                    }
                }
            }
            return -1;
        }
    }

    /**
     * 推荐解法：<br>
     * <p>
     * 我们考虑一下下边的情况。<br>
     * *&nbsp; *&nbsp; *&nbsp; *&nbsp; *&nbsp; * <br>
     * &nbsp; &nbsp;^ &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp; ^ <br>
     * &nbsp; &nbsp;i &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; j <br>
     * <p>
     * 当考虑 i 能到达的最远的时候，假设是 j <br>
     * 那么 i + 1 到 j 之间的节点是不是就都不可能绕一圈了？ <br>
     * 假设 i + 1 的节点能绕一圈，那么就意味着从 i + 1 开始一定能到达 j + 1。<br>
     * 又因为从 i 能到达 i + 1，所以从 i 也能到达 j + 1。<br>
     * 但事实上，i 最远到达 j 。产生矛盾，所以 i + 1 的节点一定不能绕一圈。同理，其他的也是一样的证明。<br>
     * 所以下一次的 i 我们不需要从 i + 1 开始考虑，直接从 j + 1 开始考虑即可。<br>
     * <p>
     * <p>
     * 还有一种情况，就是因为到达末尾的时候，会回到 0。<br>
     * 如果对于下边的情况。<br>
     * *&nbsp; *&nbsp; *&nbsp; *&nbsp; *&nbsp; * <br>
     * &nbsp; &nbsp;^ &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp; ^ <br>
     * &nbsp; &nbsp;j &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; i <br>
     * <p>
     * 如果 i 最远能够到达 j ，根据上边的结论 i + 1 到 j 之间的节点都不可能绕一圈了。<br>
     * 想象成一个圆，所以 i 后边的节点就都不需要考虑了，直接返回 -1 即可。<br>
     * <p>
     * <p>
     * 时间复杂度为O(n)<br>
     * 空间复杂度为O(1)<br>
     */
    public int canCompleteCircuit1(int[] gas, int[] cost) {
        int n = gas.length;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            int j = i;
            int remain = gas[i];
            while (remain - cost[j] >= 0) {
                //到达下一个加油站时，减去花费的，再加上站点补给的
                remain = remain - cost[i] + gas[(i + 1) % n];
                j = (j + 1) % n;
                if (j == i) {
                    return n;
                }
            }
            //最远距离绕到了之前，所以 i 后边的都不可能绕一圈了
            if (j < i) {
                return -1;
            }
            //i 直接跳到 j，外层 for 循环执行 i++，相当于从 j + 1 开始考虑
            i = j;
        }
        return -1;
    }


}
